合肥長鑫是如何在銅墻鐵壁上鉆出洞來的？

這個市場，向來不是中國企業(yè)的舞臺，很長的一段時間里，三星電子，SK海力士和美光科技（MU）三家公司占據(jù)著95％的市場份額，它們稱為“ DRAM Trio”或“ D3”。它們既是高墻，也是鐵板。

如今，一絲絲裂縫出現(xiàn)了。

5月14日，合肥長鑫推出了自己的DRAM芯片產(chǎn)品，這被視作中國企業(yè)在此領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從0到1的突破。

DRAM芯片退潮記

中國曾經(jīng)在DRAM領(lǐng)域，嘗試過突破。

1993年，“908工程”的主體項目——無錫華晶生產(chǎn)出國內(nèi)第一塊基于2.5um制程工藝的256 Kb DRAM。

但這并不能令人滿意。自1990年開始的“908工程”，此時已經(jīng)投資了20多億元，但市場化的前景依然模糊，一兩塊產(chǎn)品的突破，顯然不能滿足期待。

擔(dān)心很快成為現(xiàn)實，1997年，無錫華晶總算建成投產(chǎn)，但“建成即落后”的現(xiàn)實和隨之而至的金融危機(jī)，讓它陷入發(fā)展瓶頸。

1997年，華晶投產(chǎn)時，韓國的芯片技術(shù)，尤其是DRAM技術(shù)，已經(jīng)大幅度領(lǐng)先美國及日本，成為世界第一，推出了0.18um制程工藝的1Gb容量的DRAM。但華晶的技術(shù)，正是來自日本。

1998年，無錫華晶與上海華虹簽署合作協(xié)議，為“909工程”的主體項目上海華虹生產(chǎn)MOS圓片，華晶芯片生產(chǎn)線開始承接上華公司來料加工業(yè)務(wù)，開始執(zhí)行100%代工的Foundry模式。

中國企業(yè)第一次主動放棄了在DRAM芯片的追趕與努力，這也意味著，相關(guān)技術(shù)開始步步落后。尤其是衡量DRAM芯片的兩個重要指標(biāo)制程工藝和容量，更是再無追趕可能。

上海華虹試圖追趕，并開始引入日系的DRAM芯片企業(yè)NEC。1999年9月，華虹開始量產(chǎn)基于0.35um制程工藝8吋晶圓的64M DRAM芯片，但同樣的產(chǎn)品，三星已經(jīng)在1992年量產(chǎn)。

2001年，NEC沒能熬過互聯(lián)網(wǎng)泡沫，宣布退出DRAM市場，并將半導(dǎo)體部門剝離出來，另外合資成立了爾必達(dá)（Elpida）。華虹立刻陷入了困局，不僅是工藝落后，現(xiàn)在連技術(shù)源都失去了，此后，華虹開始轉(zhuǎn)型，并于2004年開始晶圓代工，退出了DRAM產(chǎn)業(yè)。

“市場換技術(shù)”并沒有帶動產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，中國芯片企業(yè)，再次嘗到了苦果。

同樣是2004年，上市后的中芯國際在北京投資建設(shè)了中國大陸第一座12吋晶圓廠（Fab 4），并于2006年大規(guī)模量產(chǎn)與奇夢達(dá)（Qimonda AG）母公司英飛凌（Infineon Technologies）提供的80nm制程工藝的DRAM芯片，同時為奇夢達(dá)、爾必達(dá)代工生產(chǎn)DRAM芯片，到2008年時，中芯國際在DRAM制造領(lǐng)域，已經(jīng)獲得了大陸30%的市場份額，但是隨著與臺積電（TSMC）官司的加深，中芯國際被迫放棄DRAM芯片業(yè)務(wù)。

中國大陸的DRAM芯片從設(shè)計到制造，全線衰落。

2008年的金融危機(jī)，導(dǎo)致了DRAM芯片行業(yè)發(fā)生了巨大變化，奇夢達(dá)倒閉，爾必達(dá)被鎂光(Micron)收購，全球DRAM產(chǎn)業(yè)，進(jìn)入到美韓壟斷的三星（Samsung）、海力士（Sk Hynix）及鎂光的“三巨頭”時代。

2013年開始，智能手機(jī)行業(yè)崛起，DRAM市場迅速擴(kuò)大，已經(jīng)掌握了絕對定價權(quán)的美韓企業(yè)，拉開了DRAM價格一路上漲的大潮?！肮S失火、倉庫進(jìn)水、供電不足”均成為漲價理由。

在2019年中國半導(dǎo)體進(jìn)口的統(tǒng)計中，DRAM芯片進(jìn)口金額高達(dá)800億美元，占到了芯片進(jìn)口總額的一半。

突然殺出一個合肥長鑫

早在2014年6月24日，國務(wù)院印發(fā)《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，將集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略。當(dāng)年9月24日，國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金（簡稱“大基金”）成立。

全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局基本確定的情況下，國家牽頭，發(fā)起沖擊。

此時的DRAM市場格局是這樣的：三星以45%在市場占有率，占據(jù)著絕對地位，海力士29%緊隨其后，加上鎂光的21%，美韓占據(jù)了DRAM市場的95%，剩下的份額，被臺灣的南亞和華邦瓜分，中國，從0開始。

2016年，中國儲存器迎來了“自建”元年。

2月26日，晉華由福建省電子信息集團(tuán)、及泉州、晉江兩級政府共同出資設(shè)立，初期晉華集成與聯(lián)電開展技術(shù)合作，專注于DRAM領(lǐng)域；

6月13日，合肥長鑫由合肥產(chǎn)投牽頭成立，主攻DRAM方向；

7月26日，長江存儲成立，首個NAND Flash生產(chǎn)線在武漢建設(shè)，一期投資240億美元。

面對一個動輒上百億元巨額投資、由寡頭壟斷、市場容量過萬億、年進(jìn)口總金額超1000億美元的產(chǎn)業(yè)，中國的做法，不僅大膽，而且不再像之前的項目一樣，著眼一處。

這種采用多方并進(jìn)、多點齊投的發(fā)展模式，帶給了人們不同的思考。

合肥、泉州、武漢+紫光的“三地一企”的投資方式中，合肥是最不被看好的一處，彼時的武漢，已經(jīng)有紫光的一些公司在運營，他們是武漢新芯、西安國芯等，加上武漢已經(jīng)爭取到“國家儲存器基地”項目。

而泉州、晉江兩級共建的晉華，和臺灣有一衣帶水的優(yōu)勢，加上其技術(shù)來源是聯(lián)華電子，更是有一定優(yōu)勢。

但是，最終，是合肥又獲得了一個“京東方”。

這個被稱為“506項目”在合肥悄然啟動了，直到2017年3月9日，這個后來被稱為合肥長鑫的項目，都被叫做“506”。

2016年10月17日，項目開始。

2017年3月1日，安徽省《關(guān)于印發(fā)2017年省級調(diào)度項目的通知》發(fā)布，合肥長鑫的項目，位列其中。被譽(yù)為“戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”的項目是一個12吋晶圓基地，總投資534億，2017年預(yù)計投資35億，并計劃在當(dāng)年完成調(diào)試工作。

很快，合肥長鑫的研發(fā)進(jìn)入到了快車道，當(dāng)所有人都以為，合肥長鑫會在兆易創(chuàng)新提供的技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)DRAM芯片時，美國的禁令，給所有人都潑了一盆冷水。

合肥長鑫不得不調(diào)整了研發(fā)方向，從公開信息看，禁令來臨時，合肥長鑫的32層DRAM芯片已經(jīng)研發(fā)完成，64層DRAM芯片則逐步攻破原有技術(shù)難點，此后，合肥長鑫調(diào)整的研發(fā)方向，直接進(jìn)入64層DRAM芯片的研發(fā)，并對原有的架構(gòu)設(shè)計進(jìn)行了一定程度的調(diào)整，以規(guī)避可能出現(xiàn)的專利風(fēng)險。

制程工藝方面，同時進(jìn)行著兩個10nm級方案，分別是1x nm的19nm和1y nm的17nm，分屬兩個不同的團(tuán)隊同時進(jìn)行，這與三星等巨頭存在差距，但距離不大。

2018年1月，合肥長鑫建成全國最大的單一12吋DRAM芯片晶圓生產(chǎn)產(chǎn)線。7月16日，合肥長鑫召開了一場“控片投片總結(jié)會”，宣布正式投產(chǎn)電性片，合肥長鑫是我國三大存儲器項目第一個宣布建成投片的項目。

會上，朱一明接過72歲王寧國CEO的位置，他是兆易創(chuàng)新的創(chuàng)始人，此舉被認(rèn)為是合肥長鑫利用朱一明的影響力來進(jìn)行國際采購和國際合作最重要的一步。

10月22日，朱一明訪問歐洲，先是希望從ASML，購買EUV光刻機(jī)。隨后前往比利時Leuven，拜訪IMEC（Interuniversity Microelectronics Centre，微電子研究中心）。

9月21日，2019世界制造業(yè)大會制造強(qiáng)國建設(shè)專家論壇在合肥召開，合肥長鑫宣布總投資1500億元的合肥長鑫DRAM芯片自主制造項目投產(chǎn)，將生產(chǎn)國內(nèi)第一代基于10nm級（19nm）制程工藝的8Gb DDR4內(nèi)存。

朱一明表示，“投產(chǎn)的8Gb DDR4通過了多個國內(nèi)外大客戶的驗證，今年底正式交付，另有一款供移動終端使用的低功耗產(chǎn)品也即將投產(chǎn)。”

到了今年5月14日，京東上架第一個純國產(chǎn)DDR4內(nèi)存(采用國產(chǎn)長鑫顆粒)——光威弈系列Pro，這是合肥長鑫的第一個消費級DRAM芯片產(chǎn)品。

在2016年5月立項到2020年5月14日消費級產(chǎn)品上市，短短的五年時間內(nèi)內(nèi)，合肥長鑫在元件、光罩、設(shè)計、制造和測試領(lǐng)域都積累了許多的技術(shù)和經(jīng)驗。

截止到5月19日，公開查詢到合肥長鑫的發(fā)明專利及授權(quán)發(fā)明專利超過850項，獲得轉(zhuǎn)移專利50余項，在一份“不公布發(fā)明人”的轉(zhuǎn)移專利中，我們看到了一份名為“隔離溝槽的填充方法、設(shè)備及隔離溝槽的填充結(jié)構(gòu)”的專利，這便是現(xiàn)階段合肥長鑫DRAM芯片的主要技術(shù)之一。

除了自主研發(fā)外，合肥長鑫的另一個關(guān)鍵詞是“奇夢達(dá)”，這是朱一明歐洲之行的另一個成果。

技術(shù)是護(hù)城河，資金是助推劑

2006年5月1日，由英飛凌半導(dǎo)體部門分拆而成的新內(nèi)存公司奇夢達(dá)成立，并迅速成為全球第二大的DRAM公司、300mm工業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者和個人電腦及服務(wù)器DRAM產(chǎn)品市場最大的供應(yīng)商之一。

因2008年次貸危機(jī)的影響，奇夢達(dá)于2009年1月23日向法院申請破產(chǎn)保護(hù)， 4月1日，奇夢達(dá)正式進(jìn)入破產(chǎn)清算程序，這個時候，它的市場占有率依舊高達(dá)10%，位列當(dāng)時全球第五大DRAM芯片供應(yīng)商。

奇夢達(dá)是DRAM芯片技術(shù)的另一個流派。

2006年9月18日，奇夢達(dá)與南亞（Nanya Technology）合作，宣布推出基于75nm制程工藝的DRAM芯片的全新溝槽式技術(shù)(Trench Wordline Technology)，這完全不同于三星、海力士和鎂光掌握的堆棧式技術(shù)（Stacking Wordline Technology）。

溝槽式的意思就是在記憶體上往下挖，以達(dá)到更大的儲存空間，而堆棧式顧名思義就是在記憶體上面往上堆，以獲得更大的存儲空間。

溝槽式遇到的技術(shù)瓶頸，會比堆棧式的快，顯然，奇夢達(dá)也發(fā)現(xiàn)了這個情況，隨后，便開始了新技術(shù)的研發(fā)。

2008年2月2日，在IEDM2008大會上，奇夢達(dá)提交了名為《6F2 buried wordline DRAM cell for 40nm and beyond》的論文，正式提出了基于40nm級（實際是46nm）的埋入式字線技術(shù)(Buried Wordline)，這是一種基于“溝槽式技術(shù)”的技術(shù)變種，實現(xiàn)方式類似于堆棧式技術(shù)。

這一技術(shù)再一次成為了DRAM芯片發(fā)展史上的重要技術(shù)節(jié)點之一，奇夢達(dá)重新將DRAM芯片技術(shù)定義為“埋入式”和“堆棧式”。

4月22日，奇夢達(dá)與華邦（Winbond）簽訂65nm 埋入式技術(shù)DRAM芯片技術(shù)移轉(zhuǎn)協(xié)議，該項協(xié)議的重要內(nèi)容便是將奇夢達(dá)近期發(fā)表的埋入式DRAM芯片技術(shù)在后期的發(fā)展中納入到華邦以后的生產(chǎn)中，并取代之前的58nm制程技術(shù)。此時，基于埋入式技術(shù)的46nm制程工藝的開發(fā)已經(jīng)完成，但是，危機(jī)已經(jīng)來臨。

8月12日，華邦與奇夢達(dá)再次簽署協(xié)議，不過這次簽署的是《無力清償程序和解合約》，協(xié)議顯示，夢達(dá)公司并同意放棄于其無力清償程序中得對華邦電子所為之主張，華邦電子也同意不繼續(xù)參與奇夢達(dá)公司之無力清償程序。

更重要的是，華邦獲得了奇夢達(dá)遺留的46nm技術(shù)，依靠這一技術(shù)，華邦在2011年12月開發(fā)并量產(chǎn)了46nm的DRAM芯片。之后，由于與爾必達(dá)的合作，華邦放棄了DRAM標(biāo)準(zhǔn)件的生產(chǎn)，轉(zhuǎn)入到消費級DRAM產(chǎn)品的持續(xù)開發(fā)中去，直到2017年6月，華邦才將DRAM芯片提升到38nm，之后再無進(jìn)展。

2015年6月，英飛凌將手中奇夢達(dá)的專利轉(zhuǎn)手打包出售，價格是3000萬美元，接手的公司是一家位于加拿大的專利“倒賣”公司，叫Polaris Innovations Limited（北極星公司）。

之后，奇夢達(dá)便消失在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的長河之中，其技術(shù)再次面世，已經(jīng)是在中國。

2019年5月15日，合肥長鑫在上海舉辦的GSA MEMORY+峰會上，公布了自己的DRAM技術(shù)來源，是通過與奇夢達(dá)合作，獲得了一千多萬份與DRAM相關(guān)的技術(shù)文件（約2.8TB數(shù)據(jù)），以及16000份專利，具體的合作方式，合肥長鑫方面并沒有透露。

這一消息，讓人們知道了合肥長鑫的技術(shù)來源和風(fēng)險規(guī)避，至少，在專利壁壘和技術(shù)門檻極高的半導(dǎo)體行業(yè)，手握專利，吃飯不愁。

2019年12月5日，Polaris Innovations Limited的母公司W(wǎng)i-LAN Inc.將這些專利打包賣給了中國的合肥長鑫，雙方均沒有披露具體的成交金額。

這些知識產(chǎn)權(quán)由12000多個專利組成，包括與DRAM、FLASH存儲器、半導(dǎo)體工藝、半導(dǎo)體制造、光刻、封裝、半導(dǎo)體電路和存儲器接口等相關(guān)的技術(shù)，其中包括約5000多種美國專利和申請，7000多項國際性專利和申請，這些專利的平均有效期均超過4年，也就是說，基于奇夢達(dá)技術(shù)專利開發(fā)的DRAM芯片，在未來面臨的市場風(fēng)險，會小得多。

到了今年4月27日，合肥長鑫與美國半導(dǎo)體公司藍(lán)鉑世（Rambus Inc.）——這也是一家專利“倒賣”公司，簽署專利許可協(xié)議，合肥長鑫從藍(lán)鉑世獲得大量DRAM芯片技術(shù)專利的實施許可。

專利，成為合肥長鑫自救的手段之一，當(dāng)然，也不排除有一定的市場風(fēng)險。

有意思的是，在獲得奇夢達(dá)技術(shù)支持后，合肥長鑫花費25億美元的研發(fā)費用，在重新設(shè)計芯片架構(gòu)后，迅速將奇夢達(dá)遺留的46nm技術(shù)，提升到10nm級（量產(chǎn)19nm，研發(fā)17nm）的水平。

這無疑又一次說明，只有強(qiáng)大的資金實力，才能成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的玩家。DRAM行業(yè)的三個玩家，無一不是這樣發(fā)展起來的，尤其是三星和海力士。

在前期強(qiáng)大的資金支持下，通過提供高利潤、高附加值的產(chǎn)品，獲得利潤后，大規(guī)模投入到新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)中去，然后再迅速推出新產(chǎn)品，獲得極大的競爭優(yōu)勢，完成了良性循環(huán)。

三星如此、臺積電如此、英特爾如此、高通如此、華為如此，每一個芯片行業(yè)的玩家，都是從技術(shù)研發(fā)、資金支持走過來的，當(dāng)專利越來越集中、市場越來越集中的情況下，新進(jìn)入者的門檻越來越高，法律風(fēng)險越來越大，面對高科技的沖擊就越來越小心。

因此，新進(jìn)入者們，實際上最先考慮應(yīng)該是，如何能活下來，生存，才是他們最大的挑戰(zhàn)。

截止到發(fā)文時，合肥長鑫前期投資已經(jīng)超過500億，而且還在源源不斷的投資中，僅僅是46nm提升到10nm級，就花費了25億美元，以今天的匯率來看，早就超過了一期的計劃投資180億元人民幣，而后期的16nm/14nm/12nm，64層/128層的研發(fā)，還不知道會花多少錢，規(guī)劃中的二期項目，更是追趕路上要用錢堆出來的項目。

只有國家意志的投入，才可能有高科技的產(chǎn)出，這種不計回收的投資，也只有舉國之力才可能完成。

追吧，追吧，目標(biāo)就在眼前了

在合肥長鑫最新公布的產(chǎn)能計劃中，在2020Q1已經(jīng)達(dá)到4萬片/月。到年底一期二階段投產(chǎn)后，計劃能達(dá)到8萬片/月。到2021年Q1時，一期工程達(dá)到滿產(chǎn)，月產(chǎn)能12萬片，基本上能達(dá)到我國市場的3%，這是從0開始的極大進(jìn)步。

在2019年9月20日的中國制造業(yè)大會上，合肥長鑫公布了其技術(shù)發(fā)展計劃。長鑫通過授權(quán)獲得了奇夢達(dá)曾經(jīng)的的埋入式字線相關(guān)技術(shù)，并借助從全球招攬的人才和先進(jìn)制造裝備，把奇夢達(dá)的46nm平穩(wěn)推進(jìn)到了10nm級。

與此同時，合肥長鑫也已經(jīng)開始了HKMG、EUV和GAA等新技術(shù)的研發(fā)，這些技術(shù)研發(fā)的每一步，都是對國外先進(jìn)技術(shù)的追趕。

有意思的是，在未來的發(fā)展中，這幾個方向，也是三巨頭著力發(fā)展的方向，合肥長鑫的基調(diào)，基本上就是試圖在1y nm/128層時追趕上三巨頭。

而且，在市場上，國際大廠在市場上圍剿中國公司突破壟斷產(chǎn)業(yè)時的殺手锏——價格戰(zhàn)，在搭載合肥長鑫DRAM芯片產(chǎn)品上線后，就開始上演。

比如長達(dá)700多天沒有出現(xiàn)過降價的金士頓內(nèi)存，在光威弈系列Pro上架后，就出現(xiàn)了降價促銷的情況，雖然這本身就是一個商家的“促銷行為”，但是這不得不被深受其害的中國好事者們樂道，而且，他的價格很有針對性，光威中國芯內(nèi)存不是賣218嗎，我賣215。

追趕、廝殺、超越，無數(shù)中國企業(yè)曾經(jīng)踐行過的道路，正在半導(dǎo)體行業(yè)中上演。

編輯：admin  最后修改時間：2020-06-02